JP4455833B2 - Wafer polishing method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨起因のパーティクル(欠陥)が生じないようにしたシリコン等のウエーハを研磨するための研磨方法に関する。
【0002】
【関連技術】
従来、メモリーデバイスなどに用いられる半導体基板材料として用いられるシリコンウエーハの製造方法は、一般にチョクラルスキー(Czochralski;CZ)法や浮遊帯域溶融(Floating Zone;FZ)法等を使用して単結晶インゴットを製造する単結晶成長工程と、この単結晶インゴットをスライスし、少なくとも一主面が鏡面状に加工されるウエーハ製造(加工)工程と、鏡面研磨ウエーハ上にデバイスを形成するデバイス製造工程からなる。
【0003】
更に詳しくウエーハ製造(加工)工程について示すと、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウエーハを得るスライス工程と、該スライス工程によって得られたウエーハの割れ、欠けを防止するためにその外周部を面取りする面取り工程と、このウエーハを平坦化するラッピング工程と、面取り及びラッピングされたウエーハに残留する加工歪みを除去するエッチング工程と、そのウエーハ表面を鏡面化する研磨(ポリッシング)工程と、研磨されたウエーハを洗浄して、これに付着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程を有している。上記ウエーハ加工工程は、主な工程を示したもので、他に熱処理工程等の工程が加わったり、同じ工程を多段で行ったり、工程順が入れ換えられたりする。
【0004】
特に研磨工程では、粗研磨と称される1次研磨工程と精密研磨と称される仕上げ研磨工程に区分けされ、場合により1次研磨工程を更に2工程以上に分け、1次、2次研磨工程等と称されている。
【0005】
研磨工程では、定盤上で回転する研磨布と、研磨ヘッドのウエーハ支持盤に支持されたエッチング済みのシリコンウエーハ等を、適切なる圧力で接触させて研磨する。この際にコロイダルシリカを含有したアルカリ溶液(スラリー、研磨剤などと呼ばれる)が用いられている。このようなスラリーを研磨布とシリコンウエーハの接触面に添加することにより、スラリーとシリコンウエーハがメカノケミカル作用を起こし研磨が進行する。
【0006】
研磨装置には様々な形態のものが用いられており、例えば、図3に示すように1つの研磨ヘッドに複数枚のウエーハを保持した状態で研磨するバッチ式のものがある。図3において、研磨装置Aは回転軸37により所定の回転速度で回転せしめられる研磨定盤30を有している。該研磨定盤30の上面には研磨布Pが貼設されている。
【0007】
33はワーク保持盤で上部荷重35を介して回転シャフト38によって回転せしめられるとともに揺動手段によって揺動せしめられる。複数枚のウエーハWは接着の手段によってワーク保持盤33の下面に保持された状態で上記研磨布Pの表面に押し付けられ、同時にスラリー供給装置(図示せず)よりスラリー供給管34を通して所定の流量でスラリー39を研磨布P上に供給し、このスラリー39を介してウエーハWの被研磨面が研磨布P表面と摺擦されてウエーハWの研磨が行われる。
【0008】
その他に、1つの研磨ヘッドに1枚のウエーハを保持し研磨する枚様式の研磨装置などもある。またウエーハの保持方法も真空吸着により保持するものや、ワーク保持盤にワックスにより貼り付けるもの、水の表面張力等を利用して貼り付けるものなど種々の形態がある。これらは片面を研磨するタイプの研磨装置であるが、この他にも両面を同時に研磨する研磨装置もある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
このような研磨工程を行いウエーハを平坦かつ鏡面状に研磨したウエーハ表面において、パーティクルと呼ばれる異物が観察されることがある。ウエーハ上のパーティクルは主に、結晶起因のパーティクルと加工起因のパーティクルに大別される。加工起因のパーティクルは、洗浄で除去可能な微小異物と、除去不可能なキズや欠陥に分類される。加工起因のパーティクルは主に研磨工程(研磨起因)で発生していると考えられる。
【0010】
従って、本発明はこのような加工起因、特に研磨起因で欠陥(パーティクル)が生じないようにしたウエーハの研磨方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが鋭意調査したところ、この研磨起因のパーティクルの発生要因の一つとしてスラリー(研磨剤)が原因であることが明らかになった。特に従来用いていたpH調整用のNa2CO3が過剰に添加された場合などに、このようなパーティクルの発生につながることがある。これは研磨剤の主成分として用いられているシリカがNa2CO3の過剰添加によってミクロ凝集してしまい、ゲル状の塊になりウエーハ表面に悪影響を与えるものと考えられる。
【0012】
そこで、本発明のウエーハの研磨方法は、回転可能なウエーハ保持盤にウエーハを保持し、回転可能な定盤に貼付された研磨布にスラリーを供給するとともに前記ウエーハと研磨布を摺接させてウエーハ表面を研磨する方法において、前記スラリーがシリカを主成分とするアルカリ溶液で、NaCO及びNaOHの少なくとも一種からなるpH調整剤を含有してなり、前記pH調整剤の添加量の総量を管理して前記pH調整剤の添加量の総量が所定値に達すると旧スラリーを廃棄して新たにスラリーを調整することにより、前記スラリー中に存在するゲル状物質をスラリー総量に対し2.0重量%以下及び前記スラリーの電気伝導度を13000μS/cm以下にそれぞれ管理し、かつ前記スラリーのpHが10〜13の状態で研磨することを特徴とする。
【0013】
従来は、スラリーのpHの値のみが重要視されており、スラリーのpHが任意の値に調整されるように適宜pH調整剤がスラリーに添加されており、実際にスラリーに添加されたpH調整剤の量は特に注意して管理されていなかった。ましてスラリー中のゲル状物質などは管理されていなかった。本発明では、このスラリー中のpH調整剤の添加量を管理することで、間接的にスラリー中のゲル状物質の量を管理し、研磨起因のパーティクル、例えば次世代のデザインルールで問題となると考えられる0.065μm以上のパーティクルを低減することが可能である。
【0014】
また、本発明のウエーハの研磨方法において、スラリーの電気伝導度を13000μS/cm以下に管理し研磨するのが好ましい。このような構成にしてもスラリー中のゲル状物質の量を間接的に管理することができ研磨起因のパーティクルを低減した状態で研磨することが可能である。
【0015】
もちろん、直接的にスラリー中に存在するゲル状物質を管理しても良いが、その場合は前述したように、スラリー中に存在するゲル状物質を、スラリー総量に対し2.0重量%以下に管理して研磨することもできる
【0016】
本発明の研磨方法で用いられるスラリーは、例えば、シリコンウエーハのような半導体基板を研磨する場合、シリカを主成分とするアルカリ溶液であり、Na2CO3及び/又はNaOHからなるpH調整剤を含有しているものであることが好ましい。特に、分散状態でのスラリー中のシリカの平均1次粒子径(スラリー原液中のシリカの平均粒子径)が5nm〜30nm、スラリー中のシリカ濃度が2重量%〜20重量%で研磨すると良い。このような研磨剤を用いれば良好な鏡面状態のウエーハが得られる。この時、スラリー(アルカリ水溶液)のpHが10〜13の状態で研磨するのが好適である。このような条件であれば、研磨速度も向上しかつ安定した研磨速度を得ることができ、また研磨布への研磨剤の目詰まりが防止でき研磨布ライフなども向上できる。
【0017】
使用する研磨布は、特に限定するものではないが、不織布タイプの研磨布が好ましく、研磨代が0.5μm以上2μm以下である研磨で実施すると効果が大きい。これは複数段で行う研磨(例えば、1次研磨、2次研磨、仕上げ研磨の3段研磨)で、その中間的な研磨工程(2次研磨)で実施される研磨条件である。
【0018】
1次研磨は、もっと研磨代を多くし平坦度の改善を行っており、仕上げ研磨は、ほとんど研磨代はなく(1μm以下)ヘイズの改善が主な目的である。1次研磨でも加工起因のパーティクルは生じると考えられるが、上記のような2次研磨と同等の研磨条件であれば1次研磨で発生しているパーティクルは2次研磨で除去可能である。しかし、仕上げ研磨でヘイズを改善するような研磨条件では、加工起因のパーティクルの除去は難しい。仕上げ研磨前にパーティクルが発生するのを防止、又は仕上げ研磨前にパーティクルを除去することが必要である。2次研磨工程では研磨代が1μm以上と比較的多く、また研磨圧力等の研磨条件もやや厳しく機械的作用も大きく、研磨剤とウエーハが接触することによって欠陥も発生しやすい。従って、このような工程で本発明のウエーハの研磨方法を実施することで効果的にパーティクルの発生が防止できる。
【0019】
また、本発明の研磨方法においては、スラリーは循環し使用されると良い。循環し使用することでコストの低減に繋がる。なお、循環するスラリーについては、pHの管理が行われ、Na2CO3及び/又はNaOHからなるpH調整剤を添加して、pHが一定に維持されるように管理されている。特にNa2CO3はシリカの凝集の原因のひとつではあるが、pHの調整が行いやすく操業上取り扱いやすい。このようにスラリーを循環式で使用する場合、研磨する毎にスラリー中のpH調整剤の添加量が増えていくので、スラリー中のpH調整剤の総量を管理しつつウエーハを研磨するという構成である本発明方法を実施する効果が大きい。
【0020】
なお、スラリーは、シリカを主成分とし、pH調整剤が添加されたアルカリ溶液であるが、その他にテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)やキレート剤、有機塩基及びその塩など各種添加剤が添加された構成とすることもできる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【0022】
図1は本発明の研磨方法に用いられる研磨装置及びスラリー供給循環システムの1例を示す側面的概略説明図である。
【0023】
図1において、研磨装置Aは、前述した図3に示した研磨装置の構成と同様の構成を有しているが、この研磨装置Aにスラリー供給循環システムが付設されている点において図3とは相違する。即ち、該研磨装置Aは回転軸37により回転せしめられる研磨定盤30を有している。該研磨定盤30の上面には研磨布Pが貼設されている。
【0024】
33はワーク保持盤で上部荷重35を介して回転シャフト38によって回転せしめられるとともに揺動手段によって揺動せしめられる。複数枚のウエーハWはワーク保持盤33の下面に保持された状態で上記研磨布Pの表面に押し付けられ、同時にスラリー供給循環システムBのスラリー供給タンク50よりスラリー供給管34を通してスラリー39を研磨布P上に供給し、このスラリー39を介してウエーハWの被研磨面が研磨布P表面と摺接されてウエーハWの研磨が行われる。
【0025】
上記スラリー供給タンク50の上方にはスラリー調合タンク52が設置されている。該スラリー調合タンク52にはスラリー原液を投入するスラリー原液投入管54、純水を投入する純水投入管56及びpH調整剤を投入するpH調整剤投入管58がそれぞれ設けられ、所望の組成割合のスラリー新液39aを調合することができるようになっている。60は該スラリー調合タンク52内で調合されたスラリー新液39aのpHを測定するpHメータであり、該スラリー新液39aのpH管理が行われる。
【0026】
該スラリー調合タンク52内で調合されたスラリー新液39aはスラリー新液供給管62を通してスラリー供給タンク50に供給される。一方、スラリー供給管34を通して研磨布Pに供給されたスラリー39は研磨作用を行いつつ流下し定盤30の下方に設けられたスラリー回収槽64に回収される。この回収された使用済みスラリー39bは該スラリー回収槽64の底部に開口された排水口66に接続するスラリー回収管68を通してスラリー供給タンク50にポンプ70によって圧送され回収される。72はスラリー供給タンク50にpH調整剤を供給するためのpH調整剤供給管である。
【0027】
したがって、該スラリー供給タンク50には使用済スラリー39b、スラリー新液39a及びpH調整剤が供給され、所望の組成割合の研磨用スラリー39を作成することができる。74は該スラリー供給タンク50内に作成されたスラリー39のpHを測定するpHメータであり、該スラリー39のpH管理が行われる。なお、pH調整剤投入管58及びpH調整剤供給管72から添加されるpH調整剤の量は、(不図示の)流量計等によりその添加量が記録されており、スラリー原液中にはじめから添加されているpH調整剤の量を含め、スラリー中に添加されているpH調整剤の総量が管理できるようになっている。また、電気伝導度による管理を行う場合、スラリー供給タンク50に(不図示の)電気伝導度計を設置する。
【0028】
このような構成のスラリー供給循環システムBを研磨装置Aに接続することによって、使用済スラリー39bを回収して循環使用することができ、スラリーの有効利用を図ることができる。なお、このようにスラリーを循環して使用する場合、研磨屑(例えば、研磨布屑)の量によっては、研磨屑を除去するようなフィルター等をスラリー回収管68またはスラリー供給管34等に適宜設置する。
【0029】
本発明の研磨方法に用いられるスラリー(研磨剤)は、固形成分、各種添加剤、純水からなるアルカリ溶液である。
【0030】
この固形成分は略球形の形状をしたシリカで、特に分散状態でのシリカの平均1次粒子径が5〜30nm程度である。平均粒子径が上記未満であると、球形の状態のシリカを製造するのが難しくなり形状の安定性が悪化し、上記を超えると、欠陥の発生が増えてしまうために好ましくない。
【0031】
このシリカは、シリカ微粉末であってもよいが、水ガラスから製造される水性コロイダルシリカ(シリカゾル)液を使用するのが分散安定性の点から好ましい。又、水性コロイダルシリカ液がアルカリ性のものであるとシリコンウエーハの研磨剤としてのpH条件に調整し易いので好ましい。このようなアルカリ性コロイダルシルカは、一般に市販されている製品を使用することができる。
【0032】
また、本発明のシリコンウエーハ研磨剤は、pHが10〜13に調整されたものが好ましく、特に研磨剤の使用時(研磨時)にはpH10〜11の範囲で使用することがより好ましい。pHが上記未満であると研磨布の目詰まりを起こしやすく研磨効率が悪いため実用性に乏しく、pHが上記を超えると一般的に初めからpH調整剤の添加量が増える為、直ぐに研磨剤(シリカ)の凝集が起こる可能性があるために好ましくない。なお、pHの調整は使用前に任意の公知アルカリ剤(例えば、NaOH、Na2CO3、KOH、アンモニア、有機アミン等)を添加剤として使用して調整することができる。また研磨に使用された研磨剤は繰り返し再利用されており(循環して使われており)、このような場合、pHコントロールしやすいNa2CO3などを添加することによりpHが微調整される。
【0033】
シリコンウエーハを研磨するための研磨剤(特に原液)の固形成分(シリカ)濃度は、特に限定するものではなく固形成分(シリカ)濃度が5〜80重量%、好ましくは10〜70重量%で製造すればよいが、これを研磨に使用する際には純水で希釈し、組成物全体の固形成分濃度(シリカ濃度)を2〜20重量%のスラリーにして使用する。研磨時の濃度等は研磨装置の形態や研磨条件等により適宜設定すればよい。
【0034】
更に本発明の研磨方法で用いる研磨剤は、シリカ粒子同士が凝集しないような処理または添加剤を添加すると好ましい。従って、各種添加剤として、例えば有機塩基及びその塩を添加することができ、この他にもテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)等を添加しても良い。更に研磨剤としては研磨速度の向上や、金属汚染等に対する問題も解決しなくてはいけない。このような問題点については、金属汚染を防止するためキレート効果のある物質、例えばトリポリリン酸ソーダやその他のキレート剤が上記研磨剤に更に添加されていても良い。更に研磨速度を向上させるため、有機アミンやピペラジン等を添加するのも任意である。またシリカ粒子の製造段階でイオン交換樹脂等を用い重金属等が十分に除去されていることが好ましく、研磨剤中のCuやNiの濃度が1ppb以下に管理されていることが好ましい。
【0035】
また、この研磨で使用する研磨布は、特に限定するものではないが、不織布タイプの研磨布であると良い。不織布を用いた研磨は研磨速度も良好である。また、特に硬度(アスカーC硬度)が50以上の研磨布を使用して研磨する工程で本発明を実施すると効果が大きい。研磨起因の欠陥の発生原因は主に研磨剤の影響と考えられるが、このタイプの研磨布を用いた1次、2次研磨においても研磨起因の欠陥の発生が多いことから、このような研磨布との相性も欠陥の発生要因のひとつとして考えられる。本発明の研磨方法であれば、例えこのような研磨布を用いても研磨起因の欠陥の発生を防止することが出来る。
【0036】
【実施例】
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
【0037】
(実験例1〜6)
研磨起因の欠陥に対するスラリー(特にpH調整剤)の影響について確認した結果を示す。まず初めに、pH調整剤の添加とスラリーの状態変化を確認した。
【0038】
研磨剤中に含まれる固形成分として、水ガラスをイオン交換し活性ケイ酸を得、これを加熱することによって縮重合させた平均1次粒径が20nmであるシリカゾルを使用した。このような固形成分を含むスラリー原液に純水やpH調整の為にNa2CO3を添加しpH10.5で固形成分(シリカ)濃度が約3重量%の実験用スラリーSを用意した。なお、本実験例で用いたスラリー原液にはpH調整剤としてはじめにNaOHが添加されている。更にこの実験用スラリーSには各種添加物も含まれている。
【0039】
上記のような実験用スラリーSを使用し、Na2CO3のpH調整剤を添加し、実験用スラリーSの状態変化を確認した。図2は、その時の状態を観察した結果を示す模式図である。実際にはメスシリンダMに70mlの上記実験用スラリーSを入れ、そこにNa2CO3を添加した。添加量は0ml(実験例1)、1ml(実験例2)、3ml(実験例3)、5ml(実験例4)、7ml(実験例5)、9ml(実験例6)で行った。
【0040】
図2に示されるように、Na2CO3の添加が増えるに従って、ゲル状の白色物質Dが沈殿してくることが分かる(以下これをゲル状物質Dということがある)。Na2CO3の添加が増えるにつれこのゲル状沈殿物Dも増えていることから、Naを主成分とするゲル状物質であることがわかる。この時、スラリーに占めるpH調整剤の量は、初めから入っているNaOHと添加したNa2CO3の和で、実験例1では約0.28重量%、実験例2では0.81重量%、実験例3では1.31重量%、実験例4では1.78重量%、実験例5では2.22重量%、実験例6では2.69重量%に相当する。また、沈殿したゲル状物質Dの量も確認した。実験例1では研磨剤の総重量に対し、約0.08重量%、実験例2では0.34重量%、実験例3では0.76重量%、実験例4では1.36重量%、実験例5では2.12重量%、実験例6では3.05重量%と沈殿していた。
【0041】
(研磨実験例1)
このような沈殿が生じることが明らかになったので、このゲル状の沈殿物が研磨に与える影響について確認した。上記実験例1で用いたスラリーを基準にして研磨し、複数バッチのpHが一定(pH10.5)になるようにNa2CO3のpH調整剤を添加し繰返し研磨を行った。この時、pH調整剤の添加量を管理していた。
【0042】
研磨装置としては図3に示したような従来から用いられている一般的な片面研磨装置を用いた。この装置を用い、ウエーハを複数バッチ研磨していったところ、10バッチ目で研磨起因のパーティクルが急激に増え始めた。この時までのNa2CO3の添加量を確認すると、スラリーの総量に対し、2.3重量%であった。
【0043】
これは先の実験例1〜6から見ると、この研磨条件ではおよそ実験例5の条件になったところで、研磨起因のパーティクルが発生しやすいことが明らかになった。従って、スラリー中のゲル状の物質(沈殿物)は、タンク内で攪拌されているものの、およそ2.1重量%程度含まれているものと推測される。なお、この結果から、ゲル状の物質(沈殿物)はある程度あっても直ぐには研磨起因のパーティクルにはつながらないことも分かった。
【0044】
なお、市販のスラリー(研磨剤)によっては上記研磨実験例1と同じような量のNa2CO3を添加しても、研磨起因のパーティクルは見られず、ゲル状物質の量も少ないことがある。攪拌方法の違いや、研磨剤の成分の違いによりNaOHやNa2CO3によるゲル状の物質(沈殿物)のでき方が異なると考えられる。このように研磨剤や研磨装置により、Na2CO3等によってゲル化する物質の量が異なることから、pH調整剤の管理は、研磨剤の種類や研磨装置により適宜設定する。但し、ゲル化した沈殿物の総量の影響はどのような研磨剤を用いても類似しており、沈殿物の量がスラリー総量の2重量%を越えると、どのような研磨剤を用いても研磨起因のパーティクルが発生しやすかった。従って、これ以下の沈殿物の量で管理し研磨することが好ましい。また、pH調整剤を添加しなくても初めから本発明のpHの範囲に調整されているスラリーを用いれば、Na2CO3等のpH調整剤の添加はほとんど不要、または添加しても問題となるようなレベルまで添加しないで済みゲル状物質が生成されない状態で研磨することができる。
【0045】
また、今回のようなゲル化に関して、スラリーの電気伝導度の影響もあることが考えられる。シリカ濃度3重量%の場合、電気伝導度が13000μS/cmを超えると、全てのシリカゾルの表面にNa+イオンが吸着することで、イオンの反発力で維持していた粒子径が維持できなくなり、急激なゲル化が生じる現象が観察された。この電気伝導度が13000μS/cmを超える状態は実験例5の状態(Na2CO3濃度が約2重量%)であった。電気伝導度を13000μS/cm以下に管理することでも研磨起因のパーティクルにつながるようなゲルの生成が抑制され、安定した研磨を行うことができることがわかった。
【0046】
(実施例1)
ウエーハの研磨装置及び研磨条件等については特に限定するものではないが、例えば図1に示すようなスラリー供給循環方式の片面研磨装置を用い研磨した。被研磨物は、1次研磨上がりの直径300mmのシリコンウエーハを1バッチ2枚として、複数バッチ研磨した。スラリー(研磨剤)は、実験例1で用いたものと同じ少なくともシリカを主成分とするアルカリ溶液であり、更にNaOH及びNa2CO3からなるpH調整剤により、初期pHが10.5に調整されている。不織布タイプの研磨布(アスカーC硬度80)を用い、研磨圧20kPaで実施した。この時の研磨代は1.5μmで行った。これらの研磨条件は2次研磨といわれる研磨条件に相当する研磨である。
【0047】
今回用いた研磨装置及び研磨条件ではスラリーへのNa2CO3の添加量が、2.2重量%になるとゲル状物質(沈殿物)が2.1重量%程度になることがわかっているため、Na2CO3の添加量を管理し、2.2重量%添加したら、研磨剤を調整しなおして、研磨することにした。
【0048】
実際には、多少のばらつきはあるものの、本実施例で行った研磨条件ではほぼ27バッチ目で、この濃度の添加量を超える為、25バッチ目の研磨が終了した時点で研磨剤を新しいものに調整しなおした。その後も25バッチ毎に調整しなおした。
【0049】
この結果、全てのウエーハで0.065μm以上のパーティクルは0個から30個程度、最大値でも300個以下であった。ウエーハ上のパーティクルはパーティクルカウンター[KLA−Tencor社製SP1(DCOモード)]により測定した。
【0050】
(比較例1)
初めの状態が同じスラリーを用い、研磨剤を再調整することなく同じスラリーを循環し使用した以外は実施例1と同様に研磨した。25バッチ目までは実施例1と同様のレベルのパーティクルであったが、その後のバッチははじめの25バッチの倍程度、例えば0.065μm以上のパーティクルで3個から80個観察され、最大値では700個以上と大変多いパーティクルが観察されることもあった。Na2CO3を添加すると研磨剤がミクロ凝集してしまい分散性が悪くなり、これに伴い加工起因の欠陥の発生も急増したことがわかる。
【0051】
本発明のようにpH調整剤の添加量を管理し研磨することで、研磨起因のパーティクル(欠陥)の発生を抑制し研磨することができることが分かる。
【0052】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0053】
例えば、上記実施例ではスラリー中に添加したpH調整剤の総量は研磨を行ったバッチ数で管理し、任意のバッチ数を研磨したら研磨剤の再調整を行うなどのフィードバックをして研磨を行う例を示したが、これに限らず、実際のpH調整剤の添加量を直接流量計で記録管理しても良く、また定期的(例えばバッチ毎)にスラリーの電気伝導度を測定し、その結果により研磨剤の再調整を行うなどして研磨をしても良い。また両面研磨装置、片面研磨装置など研磨装置の形態は特に限定されない。更にウエーハは複数枚同時に研磨するバッチ式、また1枚ずつ研磨する枚葉式等の形態も問わない。
【0054】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明方法によれば、ウエーハの研磨後に現れていた加工起因の欠陥(パーティクル)の発生を防止し、優れた表面状態の鏡面ウエーハを製造することができるという大きな効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明方法に用いられる研磨装置及びスラリー供給循環システムを示す側面的概略説明図である。
【図2】 実験例1〜6におけるNa2CO3の添加量とゲル状物質の沈殿量との関係を観察した結果を示す模式図である。
【図3】 研磨装置の1例を示す側面的概略説明図である。
【符号の説明】
30:研磨定盤、33:ワーク保持盤、34:スラリー供給管、35:上部荷重、37:回転軸、38:回転シャフト、39:スラリー、39a:スラリー新液、39b:使用済スラリー、50:スラリー供給タンク、52:スラリー調合タンク、54:スラリー原液投入管、56:純水投入管、58:pH調整剤投入管、60,74:pHメータ、62:スラリー新液供給管、64:スラリー回収槽、66:排水口、68:スラリー回収管、70:ポンプ、72:pH調整剤供給管、A:研磨装置、B:スラリー供給循環システム、D:沈殿物、M:メスシリンダ、P:研磨布、S:実験用スラリー、W:ウエーハ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing method for polishing a wafer such as silicon in which particles (defects) resulting from polishing do not occur.
[0002]
[Related technologies]
Conventionally, a method for producing a silicon wafer used as a semiconductor substrate material for a memory device or the like is generally a single crystal ingot using a Czochralski (CZ) method, a floating zone (FZ) method or the like. A single crystal growth step for manufacturing the wafer, a wafer manufacturing (processing) step in which the single crystal ingot is sliced and at least one main surface is processed into a mirror surface, and a device manufacturing step for forming a device on the mirror-polished wafer .
[0003]
The wafer manufacturing (processing) process will be described in more detail. A slicing process for slicing a single crystal ingot to obtain a thin disk-shaped wafer, and its outer periphery to prevent cracking and chipping of the wafer obtained by the slicing process. A chamfering process for chamfering a portion, a lapping process for flattening the wafer, an etching process for removing processing distortion remaining on the chamfered and lapped wafer, and a polishing (polishing) process for mirror polishing the wafer surface; It has a cleaning step of cleaning the polished wafer and removing the abrasive and foreign matter adhering to the wafer. The wafer processing step is a main step, and other processes such as a heat treatment process are added, the same process is performed in multiple stages, and the order of processes is changed.
[0004]
In particular, the polishing process is divided into a primary polishing process called rough polishing and a final polishing process called precision polishing. In some cases, the primary polishing process is further divided into two or more processes, and the primary and secondary polishing processes. And so on.
[0005]
In the polishing step, the polishing cloth rotating on the surface plate and the etched silicon wafer supported on the wafer support plate of the polishing head are brought into contact with each other with an appropriate pressure for polishing. At this time, an alkaline solution (referred to as a slurry or an abrasive) containing colloidal silica is used. By adding such a slurry to the contact surface between the polishing cloth and the silicon wafer, the slurry and the silicon wafer cause a mechanochemical action and the polishing proceeds.
[0006]
Various types of polishing apparatuses are used. For example, as shown in FIG. 3, there is a batch type that performs polishing while holding a plurality of wafers on one polishing head. In FIG. 3, the polishing apparatus A has a polishing surface plate 30 that is rotated by a rotating shaft 37 at a predetermined rotation speed. A polishing cloth P is stuck on the upper surface of the polishing surface plate 30.
[0007]
Reference numeral 33 denotes a work holding plate which is rotated by a rotating shaft 38 via an upper load 35 and is swung by a swinging means. A plurality of wafers W are pressed against the surface of the polishing pad P while being held on the lower surface of the work holding plate 33 by means of adhesion, and at the same time, a predetermined flow rate is passed through a slurry supply pipe 34 from a slurry supply device (not shown). Then, the slurry 39 is supplied onto the polishing pad P, and the surface to be polished of the wafer W is rubbed against the surface of the polishing pad P through the slurry 39 to polish the wafer W.
[0008]
In addition, there is a sheet-type polishing apparatus that holds and polishes one wafer on one polishing head. Also, there are various ways of holding the wafer, such as holding by vacuum suction, sticking to a work holding board with wax, sticking using the surface tension of water or the like. These are polishing apparatuses that polish one side, but there are also polishing apparatuses that simultaneously polish both sides.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
A foreign substance called particles may be observed on the surface of the wafer that has been polished in such a polishing step to have a flat and mirror polished wafer. The particles on the wafer are mainly classified into particles caused by crystals and particles caused by processing. Particles resulting from processing are classified into fine foreign matters that can be removed by cleaning and scratches and defects that cannot be removed. It is considered that particles caused by processing are mainly generated in the polishing step (caused by polishing).
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a wafer polishing method in which defects (particles) are not generated due to such processing, particularly polishing.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive investigations by the present inventors, it has become clear that slurry (abrasive) is the cause of the generation of particles caused by this polishing. In particular, Na for pH adjustment used conventionally. 2 CO Three When excessive is added, such particles may be generated. This is because the silica used as the main component of the abrasive is Na 2 CO Three It is considered that the micro-aggregation is caused by excessive addition of the resin to form a gel-like lump and adversely affect the wafer surface.
[0012]
Therefore, the wafer polishing method of the present invention holds the wafer on a rotatable wafer holding plate, supplies slurry to the polishing cloth affixed to the rotatable surface plate, and makes the wafer and the polishing cloth slide. In the method for polishing a wafer surface, the slurry is an alkaline solution containing silica as a main component, and Na 2 CO 3 And a pH adjuster composed of at least one of NaOH, and manage the total amount of the pH adjuster added. Then, when the total amount of the pH adjusting agent reaches a predetermined value, the old slurry is discarded and a new slurry is prepared. Polishing in the state where the gel-like substance present in the slurry is controlled to 2.0% by weight or less with respect to the total amount of slurry and the electrical conductivity of the slurry is 13000 μS / cm or less, respectively, and the pH of the slurry is 10 to 13 It is characterized by doing.
[0013]
Conventionally, only the pH value of the slurry is regarded as important, and a pH adjusting agent is appropriately added to the slurry so that the pH of the slurry is adjusted to an arbitrary value, and the pH adjustment actually added to the slurry is adjusted. The amount of agent was not carefully controlled. Moreover, the gel-like substance in the slurry was not managed. In the present invention, by controlling the amount of the pH adjuster added in the slurry, the amount of the gel-like substance in the slurry is indirectly managed, and the particles caused by polishing, for example, the next-generation design rules are problematic. It is possible to reduce the possible particles of 0.065 μm or more.
[0014]
Further, in the wafer polishing method of the present invention, the electrical conductivity of the slurry is controlled to 13000 μS / cm or less for polishing. Is preferred . Even with such a configuration, the amount of the gel-like substance in the slurry can be indirectly controlled, and polishing can be performed in a state where particles resulting from polishing are reduced.
[0015]
Of course, you may manage the gel-like substance which exists in a slurry directly. But in that case, as mentioned above, Polishing by controlling the gel-like substance present in the slurry to 2.0% by weight or less based on the total amount of the slurry. Can also .
[0016]
The slurry used in the polishing method of the present invention is an alkaline solution mainly composed of silica, for example, when polishing a semiconductor substrate such as a silicon wafer. 2 CO Three And / or containing a pH adjusting agent comprising NaOH. In particular, polishing is preferably performed with an average primary particle size of silica in the slurry in a dispersed state (average particle size of silica in the slurry stock solution) of 5 nm to 30 nm and a silica concentration of 2 wt% to 20 wt% in the slurry. If such an abrasive | polishing agent is used, the wafer of a favorable mirror surface state will be obtained. At this time, it is preferable to polish the slurry (alkaline aqueous solution) at a pH of 10 to 13. Under such conditions, the polishing rate can be improved and a stable polishing rate can be obtained, and the abrasive cloth can be prevented from being clogged and the life of the polishing cloth can be improved.
[0017]
The polishing cloth to be used is not particularly limited, but a non-woven cloth type polishing cloth is preferable, and when the polishing is performed with a polishing margin of 0.5 μm or more and 2 μm or less, the effect is great. This is a polishing condition performed in an intermediate polishing step (secondary polishing) in polishing performed in a plurality of stages (for example, three stages of primary polishing, secondary polishing, and final polishing).
[0018]
The primary polishing has a larger polishing allowance to improve the flatness, and the final polishing has almost no polishing allowance (1 μm or less), and the main purpose is to improve the haze. Although it is considered that particles resulting from processing are generated even in the primary polishing, particles generated in the primary polishing can be removed by the secondary polishing under the same polishing conditions as the secondary polishing as described above. However, removal of particles caused by processing is difficult under polishing conditions that improve haze by finish polishing. It is necessary to prevent generation of particles before finish polishing or to remove particles before finish polishing. In the secondary polishing step, the polishing allowance is relatively large at 1 μm or more, the polishing conditions such as the polishing pressure are somewhat severe and the mechanical action is large, and defects are likely to occur due to the contact between the abrasive and the wafer. Therefore, the generation of particles can be effectively prevented by carrying out the wafer polishing method of the present invention in such a process.
[0019]
In the polishing method of the present invention, the slurry is preferably circulated and used. Recycling and use will lead to cost reduction. Note that the pH of the circulating slurry is controlled and Na 2 CO Three The pH is controlled to be kept constant by adding a pH adjuster comprising NaOH and / or NaOH. Especially Na 2 CO Three Is one of the causes of silica agglomeration, but it is easy to adjust pH and easy to handle in operation. In this way, when the slurry is used in a circulating manner, the addition amount of the pH adjusting agent in the slurry increases each time it is polished, so that the wafer is polished while managing the total amount of the pH adjusting agent in the slurry. The effect of carrying out a method of the present invention is great.
[0020]
The slurry is an alkaline solution mainly composed of silica and added with a pH adjusting agent. In addition, various additives such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH), a chelating agent, an organic base and a salt thereof are added. It is also possible to adopt a configuration.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the illustrated examples are illustrative only, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention. .
[0022]
FIG. 1 is a schematic side view illustrating an example of a polishing apparatus and a slurry supply / circulation system used in the polishing method of the present invention.
[0023]
In FIG. 1, the polishing apparatus A has the same configuration as that of the polishing apparatus shown in FIG. 3 described above, but the polishing apparatus A is provided with a slurry supply / circulation system as shown in FIG. Is different. That is, the polishing apparatus A has a polishing surface plate 30 that is rotated by a rotating shaft 37. A polishing cloth P is stuck on the upper surface of the polishing surface plate 30.
[0024]
Reference numeral 33 denotes a work holding plate which is rotated by a rotating shaft 38 via an upper load 35 and is swung by a swinging means. The plurality of wafers W are pressed against the surface of the polishing pad P while being held on the lower surface of the work holding plate 33, and simultaneously the slurry 39 is passed through the slurry supply pipe 34 from the slurry supply tank 50 of the slurry supply circulation system B. The surface to be polished of the wafer W is brought into sliding contact with the surface of the polishing pad P through the slurry 39, and the wafer W is polished.
[0025]
A slurry preparation tank 52 is installed above the slurry supply tank 50. The slurry preparation tank 52 is provided with a slurry stock solution feeding tube 54 for feeding a slurry stock solution, a pure water feeding tube 56 for feeding pure water, and a pH adjusting agent feeding tube 58 for feeding a pH adjusting agent, respectively. The slurry new liquid 39a can be prepared. Reference numeral 60 denotes a pH meter for measuring the pH of the new slurry 39a prepared in the slurry preparation tank 52, and the pH of the new slurry 39a is controlled.
[0026]
The slurry new liquid 39 a prepared in the slurry preparation tank 52 is supplied to the slurry supply tank 50 through the slurry new liquid supply pipe 62. On the other hand, the slurry 39 supplied to the polishing pad P through the slurry supply pipe 34 flows down while performing a polishing action and is recovered in a slurry recovery tank 64 provided below the surface plate 30. The recovered used slurry 39b is pumped and recovered by a pump 70 to a slurry supply tank 50 through a slurry recovery pipe 68 connected to a drain port 66 opened at the bottom of the slurry recovery tank 64. Reference numeral 72 denotes a pH adjusting agent supply pipe for supplying a pH adjusting agent to the slurry supply tank 50.
[0027]
Accordingly, the slurry supply tank 50 is supplied with the used slurry 39b, the slurry fresh solution 39a, and the pH adjuster, so that the polishing slurry 39 having a desired composition ratio can be produced. Reference numeral 74 denotes a pH meter for measuring the pH of the slurry 39 created in the slurry supply tank 50, and the pH of the slurry 39 is controlled. The amount of the pH adjusting agent added from the pH adjusting agent feeding pipe 58 and the pH adjusting agent supply pipe 72 is recorded by a flow meter (not shown) or the like, and the amount added is recorded from the beginning in the slurry stock solution. The total amount of the pH adjusting agent added to the slurry can be controlled including the amount of the added pH adjusting agent. Further, in the case of performing management based on electrical conductivity, an electrical conductivity meter (not shown) is installed in the slurry supply tank 50.
[0028]
By connecting the slurry supply / circulation system B having such a configuration to the polishing apparatus A, the used slurry 39b can be recovered and circulated for effective use of the slurry. When the slurry is circulated and used in this manner, depending on the amount of polishing waste (for example, polishing cloth waste), a filter or the like that removes the polishing waste is appropriately attached to the slurry collection pipe 68 or the slurry supply pipe 34 or the like. Install.
[0029]
The slurry (abrasive) used in the polishing method of the present invention is an alkaline solution composed of a solid component, various additives, and pure water.
[0030]
This solid component is silica having a substantially spherical shape, and the average primary particle diameter of silica in a dispersed state is about 5 to 30 nm. If the average particle diameter is less than the above, it is difficult to produce spherical silica, and the stability of the shape deteriorates. If it exceeds the above, the occurrence of defects increases, which is not preferable.
[0031]
This silica may be a silica fine powder, but it is preferable from the viewpoint of dispersion stability to use an aqueous colloidal silica (silica sol) liquid produced from water glass. Further, it is preferable that the aqueous colloidal silica liquid is alkaline because it can be easily adjusted to pH conditions as a polishing agent for silicon wafers. As such an alkaline colloidal silkworm, a commercially available product can be used.
[0032]
The silicon wafer abrasive of the present invention preferably has a pH adjusted to 10 to 13, and more preferably used in the range of pH 10 to 11 when the abrasive is used (polishing). If the pH is less than the above, the polishing cloth is likely to be clogged, and the polishing efficiency is poor, resulting in poor practicality. If the pH exceeds the above, the amount of the pH adjusting agent generally increases from the beginning. (Silica) is not preferred because it may agglomerate. The pH is adjusted by using any known alkaline agent (for example, NaOH, Na before use). 2 CO Three , KOH, ammonia, organic amine, etc.) can be used as additives. In addition, the abrasive used for polishing is repeatedly reused (circulated), and in such a case, Na is easy to control the pH. 2 CO Three Etc. are added to finely adjust the pH.
[0033]
The concentration of the solid component (silica) of the polishing agent (especially stock solution) for polishing the silicon wafer is not particularly limited, and the solid component (silica) concentration is 5 to 80% by weight, preferably 10 to 70% by weight. However, when this is used for polishing, it is diluted with pure water to make a slurry having a solid component concentration (silica concentration) of 2 to 20% by weight of the whole composition. What is necessary is just to set the density | concentration at the time of grinding | polishing suitably by the form of grinding | polishing apparatus, grinding | polishing conditions, etc.
[0034]
Furthermore, it is preferable that the polishing agent used in the polishing method of the present invention is added with a treatment or additive that does not aggregate the silica particles. Accordingly, for example, an organic base and a salt thereof can be added as various additives, and tetramethylammonium hydroxide (TMAH) or the like may be added in addition thereto. Furthermore, as an abrasive | polishing agent, the problem with respect to the improvement of a grinding | polishing speed | rate, metal contamination, etc. must be solved. Regarding such problems, a substance having a chelating effect, for example, sodium tripolyphosphate or other chelating agent may be further added to the abrasive to prevent metal contamination. Further, in order to improve the polishing rate, it is optional to add organic amine, piperazine or the like. Further, it is preferable that heavy metals and the like are sufficiently removed using an ion exchange resin or the like in the production stage of silica particles, and the concentration of Cu or Ni in the abrasive is preferably controlled to 1 ppb or less.
[0035]
The polishing cloth used in this polishing is not particularly limited, but is preferably a nonwoven cloth type polishing cloth. Polishing using a nonwoven fabric has a good polishing rate. In particular, when the present invention is implemented in a process of polishing using a polishing cloth having a hardness (Asker C hardness) of 50 or more, the effect is great. The cause of the occurrence of defects due to polishing is considered to be mainly due to the influence of the abrasive. However, since there are many defects due to polishing in the primary and secondary polishing using this type of polishing cloth, such polishing is performed. Compatibility with cloth is also considered as one of the causes of defects. With the polishing method of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of defects due to polishing even if such a polishing cloth is used.
[0036]
【Example】
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, it is needless to say that these examples are shown by way of illustration and should not be construed in a limited manner.
[0037]
(Experimental Examples 1-6)
The result confirmed about the influence of the slurry (especially pH adjuster) with respect to the defect resulting from grinding | polishing is shown. First, the addition of a pH adjuster and the state change of the slurry were confirmed.
[0038]
As a solid component contained in the abrasive, silica sol having an average primary particle size of 20 nm obtained by ion exchange of water glass to obtain activated silicic acid and condensation polymerization by heating was used. The slurry stock solution containing such solid components is added to pure water and Na for pH adjustment. 2 CO Three Was added, and an experimental slurry S having a solid component (silica) concentration of about 3% by weight at pH 10.5 was prepared. It should be noted that NaOH is first added as a pH adjuster to the slurry stock solution used in this experimental example. Further, this experimental slurry S contains various additives.
[0039]
Using the experimental slurry S as described above, Na 2 CO Three Was added, and the state change of the experimental slurry S was confirmed. FIG. 2 is a schematic diagram showing the result of observing the state at that time. Actually, 70 ml of the above experimental slurry S is placed in the measuring cylinder M, and Na 2 CO Three Was added. The addition amount was 0 ml (Experiment 1), 1 ml (Experiment 2), 3 ml (Experiment 3), 5 ml (Experiment 4), 7 ml (Experiment 5), and 9 ml (Experiment 6).
[0040]
As shown in FIG. 2, Na 2 CO Three It can be seen that the gel-like white substance D precipitates as the amount of the addition increases (hereinafter this may be referred to as the gel-like substance D). Na 2 CO Three This gel-like precipitate D increases as the amount of added increases, indicating that the gel-like substance is composed mainly of Na. At this time, the amount of the pH adjusting agent in the slurry is the amount of NaOH added from the beginning and the added Na. 2 CO Three In the experimental example 1, about 0.28% by weight, in the experimental example 2, 0.81% by weight, in the experimental example 3, 1.31% by weight, in the experimental example 4, 1.78% by weight, and in the experimental example 5, 2 .22% by weight, which corresponds to 2.69% by weight in Experimental Example 6. Moreover, the amount of the precipitated gel substance D was also confirmed. In Experimental Example 1, about 0.08% by weight, 0.34% by weight in Experimental Example 2, 0.76% by weight in Experimental Example 3, 1.36% by weight in Experimental Example 4, based on the total weight of the abrasive. In Example 5, precipitation was 2.12% by weight, and in Experimental Example 6, precipitation was 3.05% by weight.
[0041]
(Polishing experiment example 1)
Since it became clear that such a precipitation arises, it confirmed about the influence which this gel-like deposit has on grinding | polishing. Polishing with the slurry used in Experimental Example 1 as a reference, so that the pH of a plurality of batches is constant (pH 10.5). 2 CO Three The pH adjuster was added and polishing was repeated. At this time, the addition amount of the pH adjusting agent was controlled.
[0042]
As a polishing apparatus, a general single-side polishing apparatus conventionally used as shown in FIG. 3 was used. When this apparatus was used to polish a plurality of batches of wafers, the number of particles caused by polishing began to increase rapidly in the 10th batch. Na until this time 2 CO Three As a result, it was 2.3% by weight based on the total amount of the slurry.
[0043]
From the previous experimental examples 1 to 6, it became clear that particles caused by polishing were likely to occur when the polishing conditions were the conditions of experimental example 5. Therefore, although the gel-like substance (precipitate) in the slurry is stirred in the tank, it is estimated that about 2.1% by weight is contained. From this result, it was also found that gel-like substances (precipitates) do not immediately lead to particles caused by polishing even if there is a certain amount.
[0044]
Depending on the commercially available slurry (abrasive), the same amount of Na as in the above-mentioned polishing experimental example 1 2 CO Three In some cases, particles resulting from polishing are not observed and the amount of the gel-like substance is small. Depending on the difference in the stirring method and the components of the abrasive, NaOH or Na 2 CO Three It is considered that the gel-like substance (precipitate) is produced differently. As described above, Na or the like is used to remove Na. 2 CO Three Since the amount of the gelled material varies depending on the etc., the management of the pH adjuster is appropriately set depending on the type of polishing agent and the polishing apparatus. However, the effect of the total amount of the gelled precipitate is similar regardless of which abrasive is used. If the amount of the precipitate exceeds 2% by weight of the total amount of slurry, any abrasive is used. Particles due to polishing were likely to occur. Therefore, it is preferable to control and polish with the amount of precipitate below this. Further, if a slurry adjusted to the pH range of the present invention from the beginning without adding a pH adjuster is used, Na 2 CO Three The addition of a pH adjusting agent such as the above is almost unnecessary, or it is not necessary to add to a level that causes a problem even if it is added, and polishing can be performed in a state where a gel-like substance is not generated.
[0045]
In addition, regarding the gelation as in this case, it is considered that there is an influence of the electrical conductivity of the slurry. When the silica concentration is 3% by weight, when the electric conductivity exceeds 13000 μS / cm, the surface of all silica sols has Na + It was observed that the particle diameter maintained by the repulsive force of the ions could not be maintained due to the adsorption of ions, and a sudden gelation occurred. The state where the electric conductivity exceeds 13000 μS / cm is the state of Experimental Example 5 (Na 2 CO Three The concentration was about 2% by weight). It was found that even when the electrical conductivity is controlled to 13000 μS / cm or less, the generation of gel that leads to particles caused by polishing is suppressed, and stable polishing can be performed.
[0046]
Example 1
The wafer polishing apparatus, polishing conditions, and the like are not particularly limited. For example, polishing was performed using a slurry supply circulation type single-side polishing apparatus as shown in FIG. The objects to be polished were subjected to a plurality of batch polishings, with two batches of silicon wafers having a diameter of 300 mm after the primary polishing. The slurry (abrasive) is the same alkaline solution having at least silica as the main component used in Experimental Example 1, and NaOH and Na. 2 CO Three The initial pH is adjusted to 10.5 with a pH adjuster comprising A non-woven type polishing cloth (Asker C hardness 80) was used and the polishing pressure was 20 kPa. The polishing allowance at this time was 1.5 μm. These polishing conditions are polishing corresponding to polishing conditions called secondary polishing.
[0047]
In the polishing apparatus and polishing conditions used this time, Na into the slurry 2 CO Three It is known that when the amount of addition becomes 2.2% by weight, the gel-like substance (precipitate) becomes about 2.1% by weight. 2 CO Three When 2.2 wt% was added, the abrasive was adjusted again and polishing was performed.
[0048]
Actually, although there are some variations, the polishing conditions performed in this example are almost the 27th batch, and the added amount of this concentration is exceeded. Therefore, when the 25th batch is finished, a new polishing agent is used. It was adjusted again. After that, it was adjusted again every 25 batches.
[0049]
As a result, the number of particles of 0.065 μm or more in all wafers was about 0 to 30 and the maximum value was 300 or less. Particles on the wafer were measured with a particle counter [SP1 (DCO mode) manufactured by KLA-Tencor].
[0050]
(Comparative Example 1)
Polishing was performed in the same manner as in Example 1 except that the same slurry was used in the initial state and the same slurry was circulated and used without readjusting the abrasive. Up to the 25th batch, the particles were at the same level as in Example 1, but the subsequent batches were about twice the first 25 batches, for example, 3 to 80 particles with a particle size of 0.065 μm or more. A very large number of particles of 700 or more were sometimes observed. Na 2 CO Three It can be seen that the addition of slag causes micro-aggregation of the abrasive, resulting in poor dispersibility, and accompanying this, the number of defects caused by processing increased rapidly.
[0051]
It can be seen that, by controlling the amount of addition of the pH adjusting agent as in the present invention, polishing can be performed while suppressing the generation of particles (defects) due to polishing.
[0052]
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
[0053]
For example, in the above embodiment, the total amount of the pH adjusting agent added to the slurry is controlled by the number of batches that have been polished, and polishing is performed with feedback such as readjustment of the abrasive after polishing any number of batches. Although an example has been shown, the present invention is not limited to this, and the actual addition amount of the pH adjusting agent may be recorded and managed directly with a flow meter, and the electrical conductivity of the slurry is measured periodically (for example, for each batch). Polishing may be performed by readjusting the abrasive according to the result. The form of the polishing apparatus such as a double-side polishing apparatus or a single-side polishing apparatus is not particularly limited. Further, the wafer may be in the form of a batch type in which a plurality of wafers are polished simultaneously, or a single wafer type in which the wafers are polished one by one.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the method of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of defects (particles) caused by processing that have appeared after the polishing of the wafer and to produce a mirror surface wafer having an excellent surface state. Is done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view showing a polishing apparatus and a slurry supply / circulation system used in the method of the present invention.
FIG. 2 Na in Experimental Examples 1-6 2 CO Three It is a schematic diagram which shows the result of having observed the relationship between the addition amount of and the precipitation amount of a gel-like substance.
FIG. 3 is a schematic side view illustrating an example of a polishing apparatus.
[Explanation of symbols]
30: Polishing surface plate, 33: Work holding plate, 34: Slurry supply pipe, 35: Upper load, 37: Rotating shaft, 38: Rotating shaft, 39: Slurry, 39a: New slurry, 39b: Used slurry, 50 : Slurry supply tank, 52: slurry preparation tank, 54: slurry raw material input pipe, 56: pure water input pipe, 58: pH adjuster input pipe, 60, 74: pH meter, 62: slurry new liquid supply pipe, 64: Slurry recovery tank, 66: drain port, 68: slurry recovery pipe, 70: pump, 72: pH adjuster supply pipe, A: polishing apparatus, B: slurry supply circulation system, D: sediment, M: graduated cylinder, P : Polishing cloth, S: slurry for experiment, W: wafer.

Claims (6)

回転可能なウエーハ保持盤にウエーハを保持し、回転可能な定盤に貼付された研磨布にスラリーを供給するとともに前記ウエーハと研磨布を摺接させてウエーハ表面を研磨する方法において、前記スラリーがシリカを主成分とするアルカリ溶液で、NaCO及びNaOHの少なくとも一種からなるpH調整剤を含有してなり、前記pH調整剤の添加量の総量を管理して前記pH調整剤の添加量の総量が所定値に達すると旧スラリーを廃棄して新たにスラリーを調整することにより、前記スラリー中に存在するゲル状物質をスラリー総量に対し2.0重量%以下及び前記スラリーの電気伝導度を13000μS/cm以下にそれぞれ管理し、かつ前記スラリーのpHが10〜13の状態で研磨することを特徴とするウエーハの研磨方法。In a method of holding a wafer on a rotatable wafer holding plate, supplying slurry to an abrasive cloth affixed to a rotatable surface plate, and polishing the wafer surface by sliding the wafer against the abrasive cloth, the slurry is An alkaline solution mainly composed of silica, containing a pH adjuster composed of at least one of Na 2 CO 3 and NaOH, and controlling the total amount of the pH adjuster to be added. When the total amount of the slurry reaches a predetermined value, the old slurry is discarded and a new slurry is prepared. Is controlled to 13000 μS / cm or less, and polishing is performed in a state where the slurry has a pH of 10 to 13. 分散状態での前記シリカの平均1次粒子径が5nm〜30nmであることを特徴とする請求項1記載のウエーハの研磨方法。  2. The wafer polishing method according to claim 1, wherein the average primary particle diameter of the silica in a dispersed state is 5 nm to 30 nm. 前記スラリー中のシリカ濃度が2重量%〜20重量%であることを特徴とする請求項1又は2項記載のウエーハの研磨方法。  3. The wafer polishing method according to claim 1, wherein the silica concentration in the slurry is 2% by weight to 20% by weight. 前記研磨布として不織布タイプの研磨布を使用し研磨することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のウエーハの研磨方法。  The method for polishing a wafer according to any one of claims 1 to 3, wherein a polishing cloth of a non-woven fabric type is used as the polishing cloth. 研磨代を0.5μm以上2μm以下の範囲に制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のウエーハの研磨方法。  5. The wafer polishing method according to claim 1, wherein a polishing margin is controlled in a range of 0.5 [mu] m to 2 [mu] m. 前記スラリーが循環し使用されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載のウエーハの研磨方法。  6. The wafer polishing method according to claim 1, wherein the slurry is circulated and used.
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